JP2000096126A

JP2000096126A - アーク炉による冷鉄原料の溶解方法

Info

Publication number: JP2000096126A
Application number: JP27096398A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Mizukami; 秀昭水上
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2000-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】アーク炉で冷鉄原料を加熱・溶解するために
供給するエネルギーを当該冷鉄原料へ効率浴着熱させる
溶解方法を開発する。【解決手段】１ヒート分の冷鉄原料の全量又は一部を
アーク炉へ装入し、補助燃焼装置から酸素を供給して加
熱し、次いで通電して冷鉄原料を加熱し、溶解する。そ
の際、通電開始前の送酸量を３〜１０Ｎｍ³／ｔ- 冷鉄
に制御する。かかる操業を１ヒートの全送酸量を２５Ｎ
ｍ³／ｔ- 溶鋼以上で行なうヒートに採用する。更に、
炉体形状として、鉄源原料全量が溶解したときの炉内湯
面から炉内側壁上端までの高さＬと、炉内径Ｄとの関係
がＬ／Ｄ＝０．６〜１．４を満たすものを使用する。【効果】スクラップ予熱用の特別な装置、スクラップ
装入用の特別な機器を設けることなく、着熱効率が向上
し、操業性及びコスト低減に寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ア−ク炉による
金属原料の溶解および溶融金属の精錬、特に冷鉄原料の
製鋼精錬工程において、１装入チャンスに大量のスクラ
ップを装入することができるアーク炉を用いた操業にお
いて、冷鉄原料を溶解するために供給するエネルギーの
当該冷鉄原料への着熱効率を向上させる技術に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】金属原料の溶解および溶融金属の精錬等
に使用されるアーク炉へのスクラップ装入は、通常、ス
クラップバケットを用いることによって所謂バッチ装入
が行われている。ところが、スクラップの嵩密度が小さ
いために、ア−ク炉１チャ−ジの出湯に対して必要な量
のスクラップを１回の装入チャンスの装入作業によって
装入することは困難である。そこで、通常は最初の装入
チャンスの装入作業で装入されたスクラップがある程度
溶解して、炉内にスクラップを装入するための容積が形
成された後に第２回目の装入作業（追加装入作業）をす
ることが必要となっている。そのため、追加装入作業時
に炉蓋開閉を必要とし、生産性が低下し、また炉蓋開閉
時に炉内の熱が炉外に放散するという問題がある。そこ
で、溶解のスタ−ト後は炉蓋の開閉をしなくてもよいよ
うにするため、１チャ−ジの出湯に必要な量のスクラッ
プを全量、予め炉内に装入した後に、電気炉に通電を開
始してスクラップの加熱溶解を始めるという方法が、い
くつか提案されている。

【０００３】例えば、実開平１−１６７５９４号公報に
は、溶解途中で金属スクラップを追加装入する際の炉内
熱エネルギー損失を抑制するために、初装入でスクラッ
プの全量を装入できる炉体形状を得ることとし、シルレ
ベル（スラグ排出口の上端面を指す）から炉体上端面ま
での高さＨを、炉殻の内径Ｄの０．７５倍以上とする、
即ち、Ｈ≧０．７５Ｄとするアーク炉が開示されている
（以下、先行技術１という）。

【０００４】また、特公平７−９２３３７号公報には、
先行技術１と同様の目的で、炉殻高さＨと炉底部におけ
る炉殻内径Ｄの比を０．９以上とする、即ちＨ／Ｄ≧
０．９とする直流アーク式のスクラップ溶解炉が開示さ
れている（以下、先行技術２という）。

【０００５】更に、ＮｅｗＭｅｌｔｉｎｇＴｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｉｅｓ（２５ｔｈＡｄｖａｃｅｄＴｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｍａｙ，１１−
１４，１９９７，Ｓｔ．Ｐｅｔｅｒｓｂｕｒｇ，Ｆ
Ｌ．，ＵＳＡ）には、初装入でスクラップの全量を装入
できる直流炉２基を用い、１本の電極で交互にスクラッ
プを溶解する方式に炉（ツイン炉）を構成し、即ち、通
電溶解中の炉（「溶解炉」）とこれに対する他方の炉
（「待機炉」）から構成されたアーク炉設備において、
酸素バーナーや酸素／カーボンランスを使用し、「待機
炉」でスクラップの予熱を行ない、一方、「溶解炉」で
の溶解が終了して出鋼した後に電極を待機炉側に移動し
て溶解を開始するという方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した先行技術１及
び２においては、初装入のみで１ヒート分のスクラップ
全量を収容できる炉形状の提案がなされており、従って
追加装入時の炉蓋の開閉は必要なく、これによる熱損失
は低減される。また、炉内容積が増大し、スクラップの
全量が溶解スタート時から炉内に収容されているので、
操業中に発生する排ガス、例えばコークス等の補助熱源
と酸素吹き込みとにより発生したＣＯガスや、それが炉
内への侵入空気等により二次燃焼したＣＯ₂ガスからの
スクラップへの着熱も効率的になる。しかしながら、こ
の効果的なアーク炉の具体的な操業方法については何ら
提示されていない。

【０００７】また、先行技術３には、待機中に酸素バー
ナーや酸素／カーボンランスを用いた補助燃料の燃焼に
より、スクラップを予熱し、効率よくスクラップを予熱
・溶解する方法が提案されている。しかしながら、その
具体的な操業方法については何ら提示されていない。

【０００８】従って、この発明の課題は、上述したよう
な初装入のみで１ヒート分のスクラップ全量を収容でき
るアーク炉を用いてその利点を生かし、且つ、炉内への
補助燃料及び酸素の吹込みにより発生したガスの有する
顕熱等のエネルギーを、炉内に装入されたスクラップへ
効果的に着熱させる方法を開発することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
課題を解決したアーク炉による冷鉄原料の溶解方法を開
発すべく鋭意研究を重ねた。即ち、冷鉄原料の加熱を効
率よく行なうために、冷鉄原料をその比表面積ができる
だけ大きい状態において、しかも冷鉄原料と加熱用ガス
との間の温度差ができるだけ大きい時期に加熱操作を実
施する方法を、アーク炉操業工程に応用することが有効
であるとの着想のもとに、実機試験を重ねた。その結
果、従来、アーク炉に通電開始後のスクラップ溶解期に
実施していた炉内への補助燃料吹込みによるスクラップ
の加熱操作を見直した。即ち、アーク炉にスクラップを
装入後、通電を開始する前に、炉内装入済みのスクラッ
プに対する上記補助燃料吹込みによりこれを加熱するこ
とが有効であるとの知見を得た。この発明は、上述した
知見に基づきなされたものであって、その要旨は次の通
りである。

【００１０】請求項１記載の発明は、原料として冷鉄原
料を使用するアーク炉による製鋼精錬工程中の原料溶解
工程において、下記１．〜３．項を実施することに特徴
を有するものである。１．使用するアーク炉が備える条件として、当該アーク炉の１ヒートで使用する冷鉄原料の全量
を、初装入の１回の装入チャンスで収容する炉内容積を
有すること。炉内に装入された冷鉄原料を加熱するための補助燃焼
装置を備えていること。ここで補助燃焼装置とは、酸素
含有ガスで燃料を燃焼させてアーク炉内にエネルギーを
供給するための酸素燃焼装置及び酸素含有ガスのみを供
給し、アーク炉内に存在する燃焼物質、例えばコークス
等を燃焼させてエネルギーを供給するための装置のいず
れをも含むものとする。２．上記１．項のアーク炉に冷鉄原料の全量又はその一
部を上記アーク炉へ装入した後、補助燃焼装置により装
入冷鉄原料を加熱する。しかる後に、アーク炉に通電を
開始して、冷鉄原料をアーク加熱し、溶解することに特
徴を有するものである。３．上記アーク炉に通電する以前に前記酸素ガス燃焼装
置で使用する酸素量を、前記装入冷鉄原料１トン当たり
３〜１０Ｎｍ³の範囲内に制御する。

【００１１】請求項２記載の発明は、上述した請求項１
記載の発明方法を適用するヒートとして、下記条件を満
たすものに限定する。即ち、アーク炉による製鋼精錬工
程の全期間に使用する酸素量が、当該アーク炉による精
錬工程の１ヒートで出鋼される溶鋼１トン当たり、２５
Ｎｍ³以上であるヒートにおいてのみ実施する。

【００１２】請求項３記載の発明は、上述した請求項１
又は２において、使用するアーク炉は更に、鉄源原料が
全量溶解したときの炉内湯面から炉内側壁上端までの高
さ：Ｌと、炉内径：Ｄとの間の関係が下記（１）式：Ｌ／Ｄ＝０．６〜１．４ --------------------------（１）を満たすものであることに特徴を有するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、この発明を、図面を参照し
ながら説明する。（１）通電開始前の送酸量図１は、この発明の溶解方法を実施するのに適したアー
ク溶解炉例の概略縦断面図である。同図において、Ｌは
１溶解分（１ヒート分）のスクラップ全量が溶解したと
きの炉内湯面１１ａから、炉内側壁上端１ａまでの高さ
を示し、Ｄは炉内径を示す。

【００１４】この発明において通電開始前の酸素使用量
を、３〜１０Ｎｍ³／ｔ- 冷鉄（但し、Ｎｍ³／ｔ- 冷
鉄：通電開始前の炉内装入冷鉄原料１トン当たりに対し
て、酸素ガス燃料燃焼装置で使用された酸素の体積。以
下、これに準じる。）の範囲内に限定し、また、望まし
くは更に、出鋼溶鋼１トン当たりのアーク炉精錬全期間
に使用する酸素量（以下、「全送酸量」という）を、２
５Ｎｍ³／ｔ- 溶鋼に限定するのがよいとしたのは、下
記試験結果に基づく。

【００１５】容量１５０トンで、Ｌ／Ｄ＝０．８３の１
回装入式直流アーク炉を用い、初装入にスクラップと共
にコークスを炉内に投入し、通電開始前に水冷ランス及
び酸素／灯油バーナーを用い、水冷ランスと上記バーナ
ーとから炉内に吹き込んだ酸素合計量を種々の水準に変
化させたときの、上記酸素合計使用量と出鋼溶鋼１トン
当たりの当該ヒートの全期間の電力原単位との関係をみ
る試験をした。上記酸素合計使用量は、冷鉄１トン当た
りの酸素使用量（以下、「通電開始前の送酸量」とい
い、Ｎｍ³／ｔ- 冷鉄で表記する）で表わし、１ヒート
全期間を通しての電力原単位（以下、「電力原単位」と
いう）は、出鋼溶鋼１トン当たり全期間の電力使用量
（ｋＷｈ／ｔ）で表わす。なお、この試験においては、
１ヒート当たりの全送酸量を、２０、２５、３０及び３
５Ｎｍ³／ｔ- 溶鋼の４水準に変化させて試験した。こ
れらの試験結果を、図２に示す。なお、同図には、スク
ラップ装入を従来どおり２回のチャンスで行なう通常操
業時について、全送酸量が３０Ｎｍ³／ｔ- 溶鋼の場合
の電力原単位を併記した。

【００１６】図２より、下記事項〜がわかる。全送酸量が一定の場合には、通電開始前の送酸量が
大きくなるにつれて、電力原単位は低減する。即ち、通
電開始前の送酸量が３Ｎｍ³／ｔ- 冷鉄未満では電力原
単位の低減効果は小さいが、通電開始前の送酸量の増加
につれてその効果は大きくなる。そして、その酸素原単
位が１０Ｎｍ³／ｔ- 冷鉄を超えると、電力原単位の低
減効果はほぼ飽和する。

【００１７】しかも、上記の関係は、ヒート間に
おける全送酸量の大小にかかわらずほぼ同じである。上
記及びの結果より、この発明においては、電力原単
位の低減効果を得るために、通電開始前の送酸量を、３
〜１０Ｎｍ³／ｔ- 冷鉄の範囲内に限定した。

【００１８】なお、上記において、スクラップ加熱に
消費される全送酸量が一定であるにもかかわらす、通電
開始前の送酸量が多い方が電力原単位が低くなるのは、
次の理由による。即ち、通電開始前には１ヒート分のス
クラップの内大部分が常温に近い低温状態にあること、
及びスクラップ形状が原形のままであるからその比表面
積が大きいことにより、発生した燃焼熱及び燃焼ガスの
保有顕熱のスクラップに対する着熱効率は高い。これに
対して、通電以後における上記着熱効率は、スクラップ
の既昇温及び部分的溶融による比表面積減少により低下
するからである。

【００１９】通電開始前の送酸量が３Ｎｍ³／ｔ- 冷鉄
未満では、補助熱源の燃焼ガスが炉内のスクラップとの
接触チャンスが少なく、そのため着熱効率が低いからと
考えられる。一方、通電開始前の送酸量が１０Ｎｍ³／
ｔ- 冷鉄を超えると、酸素が吹き込まれた部位で局所的
にスクラップの酸化が起こり、効果が減少するものと考
えられる。こうした理由により、通電開始前の送酸量を
３〜１０Ｎｍ³／ｔ-冷鉄の範囲内とすることにより、
酸素バーナー又は水冷ランスから吹き込まれた酸素と補
助熱源の燃焼による発生ガスから炉内スクラップへの着
熱が有効に行われたものである。

【００２０】また、図２によると、全送酸量が２５
Ｎｍ³／ｔ- 溶鋼以下になると、例えば２０Ｎｍ³／ｔ
- 溶鋼では、通常のスクラップ２回装入型のアーク炉で
の電力原単位（但し、通常操業ではこの場合の全送酸量
は３０Ｎｍ³／ｔ- 溶鋼の場合）と同じレベルである。
従って、この発明では、全送酸量を２５Ｎｍ³／ｔ-溶
鋼以上にするのが望ましい。

【００２１】なお、１ヒート全期間を通じての酸素使用
量、即ち全送酸量の決定は、当該ヒートの作業開始前
に、対象鋼種や工程運用上等要因により予めきめておく
のが望ましい。

【００２２】（２）炉体形状次に、この発明において、アーク炉の炉内湯面から炉内
側壁上端までの高さ：Ｌと、炉内径：Ｄとの間の関係
を、前記（１）式に限定したのは下記の理由による。ス
クラップ装入式アーク炉において、スクラップの溶解効
率に影響する要因の第１として、炉内の発生ガスの顕熱
および潜熱のスクラップへの熱伝達が重要である。即
ち、発生ガスに接するスクラップの表面積が大きく、か
つ、この接触時間が長い方が有利である。一方、一般的
に、ア−ク炉の炉内径はスクラップを予熱するための装
置が設置された炉排ガスダクトの内径に比べて大きいの
で、排ガスのスクラップへの熱伝達上からも有利であ
る。

【００２３】上記要因の第２として、ア−クの分布に対
する装入されたスクラップの分布およびア−クの分布と
炉内壁との位置関係が重要である。即ち、スクラップは
ア−クにできるだけ近い方が有利であり、そして、炉内
壁はア−クから一定の距離以上離れていた方が有利であ
る。

【００２４】従って、この発明においては、湯面から炉
内側壁上端までの高さ：Ｌと炉内径：Ｄとの比：Ｌ／Ｄ
は、スクラップの溶解効率に影響する要因を定量的に表
わす指標として適する。

【００２５】ア−ク炉操業におけるスクラップの溶解効
率は、上述したように、発生ガス及びア−クからスクラ
ップへの着熱効率によって大きく左右される。この着熱
効率に着目して、Ｌ×Ｄ²が一定であるという条件、即
ち、湯面よりも上方の炉内容積を一定にした各種Ｌ／Ｄ
の小型試験ア−ク炉を用いて、発生ガスの排ガスにより
ア−ク炉外へ持ち去られる熱損失について試験した。試
験溶解はいずれのチャ−ジにおいても、嵩密度が一定の
スクラップを用い、かつ、初装入で全てのスクラプを装
入し、通電開始前からのバーナー予熱と通電開始後の酸
素ランスからの送酸とコークスインジェクションとの併
用によるア−ク炉試験操業を行なった。

【００２６】図３は、湯面から炉内側壁上端までの高
さ：Ｌと炉内径：Ｄとの比：Ｌ／Ｄと、排ガスの熱損失
比との関係を示すグラフである。但し、排ガスの熱損失
比は、Ｌ／Ｄ＝０．５５の場合の試験チャ−ジにおける
排ガスの顕熱および潜熱の和に対する、当該試験チャ−
ジにおける排ガスの顕熱および潜熱の和で表わしたもの
である。

【００２７】図３から明らかなように、Ｌ／Ｄが増加す
るに従い、排ガスの熱損失比は低下する。Ｌ／Ｄが０．
６における排ガスの熱損失比は０．９０程度に低下し、
その効果も操業コスト上有用なものである。更に、Ｌ／
Ｄが大きくなるほど排ガスの熱損失比は低下している。

【００２８】しかしながら、Ｌ／Ｄが１．４を超えても
排ガスの熱損失比の低下量は小さくほぼ飽和する。一
方、Ｌ／Ｄが大きくなるほど、電極昇降装置、建屋、ク
レ−ン設備および炉体冷却設備等の諸元を大きくしなけ
ればならないという不利益が発生し、Ｌ／Ｄが１．４を
超えると上記不利益が問題となる。

【００２９】従って、スクラップの溶解効率の向上を図
るためには、少なくとも、湯面から炉内側壁上端までの
高さ：Ｌと炉内径：Ｄとの比Ｌ／Ｄを、０．６〜１．４
の範囲内にすべきである。

【００３０】一方、この発明のア−ク炉は、１チャ−ジ
の出湯に必要な量のスクラップを全量、１回の装入チャ
ンスで装入することができる炉内容積を有することが必
要である。そこで、１チャ−ジのスクラップ装入量、お
よび、Ｌ／Ｄを決め、これに応じて定まるＬおよびＤを
算出することにより、所望の炉内寸法を求めることがで
きる。通常のア−ク炉においては、鉄源原料が全量溶解
したときの湯面から炉内側壁上端までの高さ：Ｌ、炉内
径Ｄ、及び、スクラップの装入量：Ｗの間には、下記
（２）式：Ｌ／Ｄ＝（４／π）｛（ρ_l−ρ_S’）／ρ_lρ_S’｝（Ｗ／Ｄ³） ------------------------（２）但し、ρ_l ：溶鋼の密度 ρ_S’：スクラップの嵩密度Ｗ：スクラップの装入量の関係がある。

【００３１】ア−ク炉において使用される製鋼用スクラ
ップには種々の形態のものが使用される。従って、これ
らスクラップの嵩密度も０．３〜１．０ｔ／ｍ³の範囲
内の種々のものにわたるが、その加重平均値は、０．７
ｔ／ｍ³程度である。従って、１チャ−ジのスクラップ
装入量：Ｗ、および、Ｌ／Ｄを与えれば、湯面から炉内
側壁上端までの高さ：Ｌ、および、炉内径：Ｄが求めら
れる。例えば、Ｗ＝５０ｔとすれば、この発明の特徴で
あるＬ／Ｄ≧０．６が満たされるためには、炉内径：Ｄ
は、Ｄ≦５．１（ｍ）であって、且つ、湯面から炉内側
壁上端までの高さ：Ｌは、Ｄの値に応じて、Ｌ≧０．６
×Ｄ（ｍ）であればよい。

【００３２】従って、湯面から炉内側壁上端までの高
さ：Ｌと炉内径：Ｄとの比Ｌ／Ｄを、０．６〜１．４の
範囲内に限定することによって、スクラップの溶解効率
の向上を図ることに効果を奏し、且つ、１チャ−ジの出
湯に使用されるスクラップを全量、溶解開始前に装入す
ることができるようなア−ク炉の炉内寸法および形状を
決めることができる。

【００３３】

【実施例】次に、この発明を実施例により更に詳細に説
明する。図１は、この発明によるアーク炉例を示す概略
縦断面であり、本発明の範囲内の冷鉄原料の溶解方法で
ある実施例１、及び本発明の範囲外の冷鉄原料の溶解方
法である比較例１を行なった。同図に示した炉体は、従
来の直流式アーク炉のフリ−ボ−ドの高さを高くしたも
のである。１はアーク炉の炉体であって、炉本体２の上
部には炉蓋４が固定され、炉蓋４には上部電極棒５が装
入される電極装入孔４ａ、および、排ガスダクト６に連
結する排ガス口４ｂが設けられている。そして、ア−ク
炉から発生した上記排ガスは、排ガスダクト６を通り、
集塵機（図示せず）および排風機（図示せず）を経由し
て排出される。一方、炉本体２の炉底には、下部電極８
および湯溜まり部１０に溜まった溶湯１１を排出するた
めの湯口９が設けられている。

【００３４】図４は、従来の直流式ア−ク炉の例を示す
概略縦断面であり、これは図１の炉本体２のフリーボー
ドの高さが低いことを除けば、図１に示したア−ク炉と
比較して相違する点はない。図４に示したアーク溶解炉
を用いて、本発明の範囲外の冷鉄原料の溶解方法の試験
（比較例２）を行なった。

【００３５】表１に、フリ−ボ−ドの高さ：Ｌと、炉内
径：Ｄとの間の関係が、Ｌ／Ｄ＝０．８５であって、ス
クラップを初装入チャンスで全量装入し、通電開始前に
は補助燃料及び炉内スクラップを酸化燃焼させるために
炉内に吹き込む酸素量を７Ｎｍ³／ｔ- 冷鉄とした本発
明の実施例１と、通電開始前の送酸量を２Ｎｍ³／ｔ-
冷鉄とした比較例１、並びに、Ｌ／Ｄ＝０．５５であっ
て、スクラップを初装入チャンスに１／２装入し、溶落
ち後残りの１／２を追加装入し、そして酸素を所定量吹
き込んで溶解・精錬を行なった場合（比較例２）の試験
操業を行なった。

【００３６】

【表１】

【００３７】実施例１及び比較例１、２における操業方
法は、スクラップの装入方法と酸素の供給方法が異なっ
ている。即ち、実施例１及び比較例１では、アーク炉の
炉蓋４を開いて、スクラップ装入用バケットにより炉体
１内に１ヒート分のスクラップ全量を装入し、炉蓋４を
閉め、通電開始前に酸素バーナー及び水冷ランスから一
定量の送酸をした後、上部電極５を炉蓋４を通して炉内
の所定位置まで下降させ、次いで、通電を開始し、上部
電極５とスクラップ７との間にアークを発生させ、スク
ラップ７を加熱・溶解する。なお、上部電極５の下降
は、スクラップ７を上部電極５でボーリングしながら行
なう。スクラップ７の一部が溶融して上部電極５の下端
近傍に湯溜まりを形成し、次第にその湯溜まりが広がっ
ていく。この間、バーナー及び水冷ランスからの送酸は
続けて所定量の酸素を供給する。なお、比較例２のアー
ク炉操業においては、所定量の湯溜まりが形成されたと
きに、一旦、通電を中断し、上部電極５を上昇させ、炉
蓋４を開き、そしてスクラップの残量を炉内へ装入した
後、再び溶解操業に入る。この場合には、通電開始前の
送酸は行なっていない。

【００３８】この間、スクラップはアーク熱と発生ガス
の顕熱とによって加熱され、溶解する。次いで、昇温及
び所定の精錬をした後、溶解の化学成分組成を所定値に
調整した後、炉体１を傾動機構（図示せず）によって傾
動することによって湯口９から溶鋼を出湯する。なお、
この発明によるアーク炉は直流式アーク炉に限定される
ものではなく、３相交流式アーク炉等にも同等に適用で
きる。

【００３９】表２に、実施例１並びに比較例１及び２に
おける総括熱収支を示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】表２より、本発明のアーク炉による冷鉄原
料の溶解方法を実施した操業においては、特に、発生ガ
スの顕熱及び潜熱が有効に利用されていることがわかっ
た。

【００４２】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、スク
ラップを予熱するための特別な装置、及び、ア−ク炉へ
スクラップを装入するための特別な機器等を設けること
なく、炉内径に対する湯面から炉内側壁上端までの高さ
の比を適正な値にすることと、通電開始前の炉内補助燃
料の燃焼用酸素量を適切に設定することとによって、ア
ーク炉排ガスからのスクラップへの着熱効率を高めるこ
とができる。かくして、操業性に優れ、しかも、操業コ
ストを大きく削減することができる。このようなアーク
炉による冷鉄原料の溶解方法を提供することができ、工
業上極めて有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法の実施に用いた直流式アーク炉
を示す概略縦断面図である。

【図２】１ヒート分のスクラップ全量を装入後におけ
る、通電開始前送酸量と電力原単位との関係を、１ヒー
ト当たりの全送酸量で層別して示したグラフである。

【図３】直流式ア−ク炉における湯面から炉内側壁上端
までの高さＬと炉内径Ｄとの比Ｌ／Ｄと、排ガスの熱
損失比との関係を示すグラフである。

【図４】従来の直流式ア−ク炉の例を示す概略縦断面で
ある。

【符号の説明】

Ｌ炉内湯面から炉内側壁上端までの高さＤ炉内径１ア−ク炉の炉体１ａ炉内側壁上端２炉本体４炉蓋４ａ電極装入孔４ｂ排ガス口５上部電極６排ガスダクト７スクラップ８下部電極９湯口１０炉底１１溶湯１１ａ湯面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原料として冷鉄原料を使用するアーク炉
による製鋼精錬工程中の原料溶解工程において、前記ア
ーク炉として、当該アーク炉の１ヒートで使用する冷鉄
原料の全量を初装入の１装入チャンスで収容する炉内容
積をもち、且つ、酸素含有ガスで燃料を燃焼させてエネ
ルギーを供給する酸素燃焼装置及び／又は酸素含有ガス
のみを供給する酸素供給装置からなる補助燃焼装置を備
えたアーク炉を用い、前記冷鉄原料の全量又はその一部
を前記アーク炉へ装入した後、前記補助燃焼装置により
前記装入冷鉄原料を加熱し、次いで、前記アーク炉に通
電して前記冷鉄原料をアーク加熱し、溶解する方法であ
って、前記アーク炉に通電する以前に前記補助燃焼装置
で使用する酸素量を、前記装入冷鉄原料１トン当たり３
〜１０Ｎｍ³の範囲内に制御することを特徴とする、ア
ーク炉による冷鉄原料の溶解方法。
【請求項２】請求項１記載の方法を、前記アーク炉に
よる前記製鋼精錬工程の全期間に使用する酸素量が、前
記アーク炉による当該精錬工程の１ヒートで出鋼される
溶鋼１トン当たり、２５Ｎｍ³以上であるヒートにおい
て実施することを特徴とする、アーク炉による冷鉄原料
の溶解方法。
【請求項３】前記アーク炉は、鉄源原料が全量溶解し
たときの炉内湯面から炉内側壁上端までの高さ：Ｌと、
炉内径：Ｄとの間の関係が下記（１）式：Ｌ／Ｄ＝０．６〜１．４ --------------------------（１）を満たすものであることを特徴とする、請求項１又は２
記載のアーク炉による冷鉄原料の溶解方法。